郁闭度指森林中乔木树冠在阳光直射下在地面的总投影面积(冠幅)与此林地(林分)总面积的比,它反映林分的密度。(注:城市绿化面积也是指总冠幅比上城市总面积)。
概念
郁闭度也称林冠层盖度,是描述乔木层树冠连接程度的指标,以林冠层的投影面积与林地面积之比表示。郁闭度的最大值为100%,表示树冠层全部连接起来,形成完全郁闭的状态,林冠层完全覆盖了地表。
郁闭度可反映林分光能利用程度,常作为抚育间伐和主伐更新控制采伐量的指标,也是区分有林地、疏林地、未成林造林地的主要指标。
分类
郁闭度有水平郁闭度和垂直郁闭度之分。水平郁闭度是指一个林层的郁闭度,同龄纯林或单层林常构成水平郁闭,形成水平郁闭度。垂直郁闭度是指二个及二个以上林层在垂直方向上产生的郁闭度。它只存在于复层林中。
分级
在较早期的林分调查中,郁闭度通常采用分级的概念,即把郁闭度分为无林、低、中、高四个等级,对应树冠的闭合程度如下:
①郁闭度分级为0(无林),树冠闭合程度(%)为[0,20);②郁闭度分级为1(低度),树冠闭合程度(%)为[20,40);③郁闭度分级为2(中度),树冠闭合程度(%)为(40,70);④郁闭度分级为3(高度),树冠闭合程度(%)为[70,100]。
这一分级标准通常是为了便于野外调查而设立的,如果能够准确测量郁闭度,则没有必要再对其进行分级,而直接记录郁闭度值。实际上,郁闭度的变化是表述林木生长空间的一个重要指标。
根据
联合国粮农组织规定,0.70(含0.70)以上的郁闭林为密林,0.20~0.69为中度郁闭,小于等于0.1~0.20(不含0.20)以下为疏林。在园林设计中,可以通过种植草坪提高郁闭度。
调查方法
郁闭度调查时,可以在林内每隔3~5m机械布点若干个(Ⅳ个),在每个点上观测有无树冠覆盖,如有树冠覆盖记录为郁闭,如果没有树冠覆盖,记录为无覆盖。统计调查林地内有树冠覆盖的点数,据此计算郁闭度。观测时也可以拿一根长杆竖直向上捅,如果长杆碰到植物枝叶,则记录为
郁闭,如碰不到植物枝叶,则记录为无覆盖。
郁闭度是与树冠大小直接相关的一个参数,因此,调查季节极为重要,尤其是北方落叶树木。很明显,初春树木刚刚放叶和盛夏枝叶茂密时调查郁闭度其结果肯定存在差异。因此,郁闭度调查宜选择在一年中树冠相对稳定的时期进行。
如果样地内包含2个以上地类,郁闭度应按对应的有林地或疏林地范围来测算。对于实际郁闭度达不到0.20,但保存率达到80%以上生长稳定的人工幼林,郁闭度按0.20记载。
郁闭度主要用于表述树木在空间上的竞争或者依存关系,更具有生态学意义,对于未郁闭的幼林,树木个体之间在空间上可能没有产生更加明显的竞争或者依存关系,因此,此时的郁闭度可以按栽植密度计算,并进行注明。
测定方法
目测法
在乔木林郁闭度>0.7或者坡度大于36°或者平均高在2m以下的幼林中,目测法在野外调查中常被使用,对于不需要较高准确性的调查也常用这种方法。目测法受地形、地貌、下层植被、天气的影响,尤其受主观因素影响大,因此,在进行目测调查前要进行训练,目测精度满足要求时才可开展调查。
机械布点法
在一般情况下常采用一种简单易行的样点测定法,即在林分调查中,机械布设Ⅳ个样点,在各样点位置上抬头垂直仰视,判断该样点是否被树冠覆盖,被遮盖计数,否则不计数,最终统计被覆盖的样点数,然后利用下列公式计算林分的郁闭度。计算林分的郁闭度公式如下:
郁闭度=被树冠覆盖的样点数╱样点总数(总冠幅╱样方总面积)
它是以林地树冠
垂直投影面积与林地面积之比,以十分数表示,完全覆盖
地面为1。简单的说,郁闭度就是指林冠覆盖面积与地表面积的比例。
需要注意的是,对于规则分布的人工林.机械布点法可能样会出现重大偏差。由于树冠与林冠空隙的空间自相关特征,布点时要使样点间的距离大于林中树冠、空隙、林中空地等主要空间特征的大小。
样线法
样线法是在样地内设线然后计算树冠累计长度所占有样线长度的比例,公式如图1所示
在式中,li是样线上方某树冠在样线上的投影长度,i是样线上的所有树冠编号,L是总长度。
根据样地的形状不同,样线通常有2种设置方法:①矩形样地②圆形样地。在矩形样地中,样线按对角线布设。而在圆形样地中,以样地中心为起点,从磁北向开始,顺时针按方位角0。、120。、240。布设3条样线。
样线法考虑的是树冠长度,而没有考虑到
树冠内的空隙对郁闭度的影响,因此,会产生一定误差。
样点法
样点法与样线法类似,在矩形样地对角线或者圆形样地从磁北向开始过圆心相互夹角120°的三条线上,每隔2m设一个观测点,在观测点抬头仰望或者利用观测管观测是否有树冠遮蔽,如果有,则计一个郁闭点,然后用对角线或三线上累计的郁闭点数除以总观测点数得到郁闭度值。
平均冠幅法
当林分郁闭度较小(比如小于0.3)时,采用平均冠幅法测定,即用样地内林木平均冠幅面积乘以林木株数得到树冠覆盖面积,再除以样地面积得到郁闭度。
树冠投影法
调查时先将林木定位,然后从几个方位测量各株树的树冠边缘到树干的水平距离,按一定比例将树冠投影标绘在图纸上,最后从图纸上计算树冠投影总面积与林地面积的比值得到郁闭度。
因为树冠投影大小是依靠人眼来判断,因此,树冠投影法存在着主观性。另外,有些林分中存在着树冠重叠,使投影难以判断,该法也没有考虑到树冠内的空隙影响,调查时需要多人才能工作,绘图与计算也很费工、费时。
间接计算法
由于林分中各径阶胸径与冠幅间存在明显的回归关系,因此,可建立
胸径与
冠幅的
回归曲线,然后,根据样地中各径阶株数得到树冠投影面积,减去重叠的冠幅面积即可求算郁闭度。此种方法简单易行,但更加适用于单一树种,且需要有大量的调查数据建立适用的回归曲线,因此,间接计算法的普遍使用受到限制。
图像抽取法
由图像抽取郁闭度是一种很有发展前途的方法。这里所指图像包括用于大面积郁闭度调查的
航空像片或高分辨率
卫星影像以及用于林分郁闭度估计的地面摄影图像;随着数码相机的普及,后者因为工作量相对较小且能够达到很高的调查精度而越来越显示出其优势。
郁闭度与林火
森林郁闭度大小直接影响林下可燃物的数量、含水率和林内
小气候的变化。随着森林郁闭度的增加,死地被物的数量也增加;反之,林内死地被物数量减少,而活地被物的数量却增多。在不同郁闭条件下,死地被物的数量变化。此外,郁闭度的大小对林内光线、温度和风速都有很大影响。一般情况下郁闭度愈大,林内光线愈弱,温度愈低,蒸发量小,湿度大,不易燃烧;郁闭度愈小,杂草多,则发生火灾的可能性愈大。另外,郁闭度大,树冠相接紧密,能助长树冠火的发展;而郁闭度小则易形成
地表火,且蔓延速度较快。